一种桥箔等离子体过程透视照相方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及桥箔等离子体成像领域，特别是涉及一种桥箔等离子体过程透视照相方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、电爆炸箔等起爆器是新型高安全性起爆类火工品，其利用电爆炸驱动小尺寸高速飞片起爆炸药，该设计隔离了电爆换能元与药柱，大幅提高本质安全性。在起爆器作用过程中，电爆炸形成等离子体是初始驱动源，其形态分布均匀性决定着飞片速度和姿态，进而对飞片撞击起爆产生重要影响。美国洛斯阿拉莫斯(lanl)实验室利用先进光源装置(aps)，建立了高分辨动态成像技术，获得桥箔等离子体成像结果，结果表明微缺陷影响等离子体分布，进而对飞片形态产生显著影响。

2、针对电爆炸形成瞬态等离子体过程驱动飞片过程，等离子体形态分布是起爆器有效性的关键状态参量，是当前亟需解决的关键问题，但缺乏有效的诊断手段。由于桥箔基底对x射线具有高吸收性，桥箔x射线吸收弱难以有效成像，致使拍摄等离子体形态分布姿态成为难点。目前国际上仅有美国lanl实验室利用同步辐射装置成功捕捉到等离子体形态分布的相关报道。中国国内目前主要利用可见光成像获取等离子体爆发瞬态的轮廓信息，但无法诊断内部结构信息。高时空分辨x射线成像方面的工作开展的比较少。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种桥箔等离子体过程透视照相方法、系统、设备及介质，以实现高时空分辨的桥箔等离子体过程动态透视照相。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种桥箔等离子体过程透视照相方法，包括：

4、利用蒙特卡洛模拟方法，建立桥箔等离子体成像的仿真模型；

5、基于所述仿真模型，确定桥箔等离子体成像的实验参数；所述实验参数包括：x射线源类型、激光功率密度、x射线能点、桥箔厚度、基底材料、基底厚度和成像参数；

6、基于所述实验参数，建立桥箔等离子体成像的实验模型；所述实验模型包括：x射线源、桥箔、基底和探测器；所述x射线源用于产生x射线；所述桥箔位于所述基底上；所述桥箔用于电爆炸形成桥箔等离子体；所述探测器用于探测经过所述桥箔的x射线，以对所述桥箔等离子体进行成像；

7、利用所述实验模型，开展电爆装置驱动等离子过程的照相实验，得到桥箔等离子体的动态图像。

8、可选地，还包括：

9、获取电爆装置驱动等离子过程的电流曲线；

10、根据所述电流曲线，确定诊断等离子体过程的诊断时刻；

11、根据所述动态图像和所述诊断时刻，确定桥箔等离子体的演变过程。

12、可选地，所述实验模型还包括：强磁铁；所述强磁铁位于所述桥箔与所述探测器之间；所述强磁铁用于产生磁场，使所述桥箔与所述探测器之间的高能电子偏离x射线的成像方向。

13、可选地，所述实验模型还包括：屏蔽锥；所述屏蔽锥位于所述强磁铁与所述探测器之间，且所述屏蔽锥的锥形角度由所述探测器的成像接收立体角确定；所述屏蔽锥用于屏蔽所述强磁铁与所述探测器之间的杂散x射线和高能粒子。

14、可选地，所述x射线源包括：激光发生器、离轴抛物面镜和靶材喷嘴；所述激光发生器用于产生激光光束；所述离轴抛物面镜用于对所述激光光束进行聚焦，得到点光源；所述靶材喷嘴用于喷出靶材；所述点光源与所述靶材相互作用产生x射线。

15、可选地，所述x射线源类型为飞秒激光或皮秒激光驱动的betatron辐射源；所述x射线源的尺寸为微秒级；所述激光功率密度大于或等于1018w/cm2；所述x射线能点大于10kev。

16、可选地，所述基底材料为ch材料；所述基底厚度为0.5mm；所述桥箔厚度小于或等于8μm。

17、一种桥箔等离子体过程透视照相系统，包括：

18、仿真建模模块，用于利用蒙特卡洛模拟方法，建立桥箔等离子体成像的仿真模型；

19、参数确定模块，用于基于所述仿真模型，确定桥箔等离子体成像的实验参数；所述实验参数包括：x射线源类型、激光功率密度、x射线能点、桥箔厚度、基底材料、基底厚度和成像参数；

20、实验构建模块，用于基于所述实验参数，建立桥箔等离子体成像的实验模型；所述实验模型包括：x射线源、桥箔、基底和探测器；所述x射线源用于产生x射线；所述桥箔位于所述基底上；所述桥箔用于电爆炸形成桥箔等离子体；所述探测器用于探测经过所述桥箔的x射线，以对所述桥箔等离子体进行成像；

21、动态照相模块，用于利用所述实验模型，开展电爆装置驱动等离子过程的照相实验，得到桥箔等离子体的动态图像。

22、一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述的桥箔等离子体过程透视照相方法。

23、一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的桥箔等离子体过程透视照相方法。

24、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

25、本发明提供的桥箔等离子体过程透视照相方法，通过利用蒙特卡洛模拟方法，建立桥箔等离子体成像的仿真模型，并基于该仿真模型，确定桥箔等离子体成像的实验参数，能够有效解决桥箔正面照相的参数设计难题，通过基于该仿真模型确定的x射线源类型、激光功率密度、x射线能点、桥箔厚度、基底材料和基底厚度等实验参数建立桥箔等离子体成像的实验模型，并开展电爆装置驱动等离子过程的照相实验，能够得到桥箔等离子体的动态图像，实现高时空分辨的桥箔等离子体过程动态透视照相。此外，本发明利用激光驱动x射线成像技术对桥箔等离子体过程进行拍摄，相比于同类现有技术更加小型化和经济化。

技术特征：

1.一种桥箔等离子体过程透视照相方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的桥箔等离子体过程透视照相方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的桥箔等离子体过程透视照相方法，其特征在于，所述实验模型还包括：强磁铁；所述强磁铁位于所述桥箔与所述探测器之间；所述强磁铁用于产生磁场，使所述桥箔与所述探测器之间的高能电子偏离x射线的成像方向。

4.根据权利要求3所述的桥箔等离子体过程透视照相方法，其特征在于，所述实验模型还包括：屏蔽锥；所述屏蔽锥位于所述强磁铁与所述探测器之间，且所述屏蔽锥的锥形角度由所述探测器的成像接收立体角确定；所述屏蔽锥用于屏蔽所述强磁铁与所述探测器之间的杂散x射线和高能粒子。

5.根据权利要求1所述的桥箔等离子体过程透视照相方法，其特征在于，所述x射线源包括：激光发生器、离轴抛物面镜和靶材喷嘴；所述激光发生器用于产生激光光束；所述离轴抛物面镜用于对所述激光光束进行聚焦，得到点光源；所述靶材喷嘴用于喷出靶材；所述点光源与所述靶材相互作用产生x射线。

6.根据权利要求1所述的桥箔等离子体过程透视照相方法，其特征在于，所述x射线源类型为飞秒激光或皮秒激光驱动的betatron辐射源；所述x射线源的尺寸为微秒级；所述激光功率密度大于或等于1018w/cm2；所述x射线能点大于10kev。

7.根据权利要求1所述的桥箔等离子体过程透视照相方法，其特征在于，所述基底材料为ch材料；所述基底厚度为0.5mm；所述桥箔厚度小于或等于8μm。

8.一种桥箔等离子体过程透视照相系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的桥箔等离子体过程透视照相方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的桥箔等离子体过程透视照相方法。

技术总结
本发明公开一种桥箔等离子体过程透视照相方法、系统、设备及介质，涉及桥箔等离子体成像领域。该方法包括：利用蒙特卡洛模拟方法建立桥箔等离子体成像的仿真模型；基于仿真模型确定桥箔等离子体成像的实验参数，包括：X射线源类型、激光功率密度、X射线能点、桥箔厚度、基底材料和基底厚度；基于实验参数建立桥箔等离子体成像的实验模型，包括：X射线源、桥箔、基底和探测器；X射线源用于产生X射线；桥箔用于电爆炸形成桥箔等离子体；探测器用于探测经过桥箔的X射线，以对桥箔等离子体进行成像；利用实验模型开展电爆装置驱动等离子过程的照相实验，得到桥箔等离子体的动态图像。本发明能够实现高时空分辨的桥箔等离子体过程动态透视照相。

技术研发人员：储根柏,王窈,谭放,王亮,唐舵,周维民,税敏,于明海
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院激光聚变研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15